高二物理(選修3-1)重難手冊

選修3-1第一章電場知識導(dǎo)航一、電荷與庫侖定律1、電荷（1）自然界中存在兩種電荷:正電荷與負(fù)電荷。（2）電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷代數(shù)和不變。2、庫侖定律（1）內(nèi)容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。（2）公式:、其中靜電力常量；（3）適用條件:真空中的點電荷。點電荷是一種理想化的模型。如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時，這種帶電體就可以看成點電荷，但點電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少。典例剖析1．用金屬做成一個不帶電的圓環(huán)，放在干燥的絕緣桌面上．小明同學(xué)用絕緣材料做的筆套，將筆套與頭發(fā)摩擦后，將筆套自上向下慢慢靠近圓環(huán)，當(dāng)距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，如圖所示．對上述現(xiàn)象的判斷與分析，下列說法正確的是（）A．摩擦使筆套帶電B．筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)上、下都感應(yīng)出異號電荷C．圓環(huán)被吸引到筆套的過程中，圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力D．筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷立刻被全部中和分析：摩擦起電的原因是不同物質(zhì)的原子核束縛核外電子的能力不同，能力強的得電子帶負(fù)電，能力弱的失電子帶正電，實質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移．感應(yīng)起電是電荷從物體的一個部分轉(zhuǎn)移到另一個部分．解答：解：A、筆套與頭發(fā)摩擦后，摩擦使筆套帶電，故A正確；B、帶電的筆套靠近圓環(huán)時，圓環(huán)感應(yīng)出異號電荷，故B正確；C、當(dāng)距離約為0.5cm時圓環(huán)被吸引到筆套上，是因為圓環(huán)所受靜電力的合力大于圓環(huán)的重力，產(chǎn)生了加速度，故C正確；D、筆套碰到圓環(huán)后，筆套所帶的電荷沒有被中和，還帶電，故D錯誤．故選ABC2．如圖所示，質(zhì)量均為m的三個帶電小球A、B、C放置在光滑絕緣的水平直槽上，A與B間和B與C間距離均為L，A球帶電量為QA＝8q，B球帶電量為QB＝q，若小球C上加一水平向右的恒力F，恰好使A、B、C三小球保持相對靜止，求：(1)外力F的大??；(2)C球所帶電荷量QC.解析因為A、B、C三球保持相對靜止，故有相同的狀態(tài)，對它們整體研究，由牛頓第二定律有：F＝3ma①對A分析，可知C電性應(yīng)與A和B相異，有：keq\f(QCQA,2L2)－keq\f(QAQB,L2)＝ma②對B分析有：keq\f(QCQB,L2)＋keq\f(QAQB,L2)＝ma③聯(lián)立三個方程式求得：QC＝16q，F(xiàn)＝eq\f(72kq2,L2).二、電場強度、電場線（1）電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒介。電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性。（2）電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強度。定義式:，方向:正電荷在該點受力方向。（3）電場線:在電場中畫出一系列假想的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線叫做電場線。電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)處），終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)處）；②電場線的疏密反映電場的強弱；③電場線不相交；④電場線不是真實存在的；⑤電場線不一定是電荷運動軌跡。（4）勻強電場:在電場中，如果各點的場強的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強電場。勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線。（5）電場強度的疊加:電場強度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候，空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和。典例剖析1．如圖所示是某靜電場的一部分電場線分布情況，下列說法中正確的是()．A．這個電場可能是負(fù)點電荷的電場B．點電荷q在A點處受到的電場力比在B點處受到的電場力大C．點電荷q在A點處的瞬時加速度比在B點處的瞬時加速度小(不計重力)D．負(fù)電荷在B點處受到的電場力的方向沿B點切線方向解析電場線的疏密反映了電場強度的大小，而加速度的大小關(guān)鍵是看電場力的大?。袛郃、B兩處電場線的疏密是解決本題的關(guān)鍵．負(fù)點電荷的電場線是從四周無限遠(yuǎn)處不同方向指向負(fù)點電荷的直線，故A錯；電場線越密的地方場強越大，由圖知EA＞EB，又因F＝qE，得FA＞FB，故B正確；由a＝eq\f(F,m)知，a∝F，而F∝E，EA＞EB，所以aA＞aB，故C錯；負(fù)電荷在B點受到的電場力的方向與B點電場強度的方向相反，故D錯誤；故選B正確．2．某靜電場中的電場線如圖所示，帶電粒子在電場中僅受電場力作用，其運動軌跡如圖中虛線所示，粒子由M運動到N，以下說法正確的是()．A．粒子必定帶正電荷B．粒子在M點的加速度大于它在N點的加速度C．粒子在M點的加速度小于它在N點的加速度D．粒子在M點的動能小于它在N點的動能解析本題是由電場線和粒子運動軌跡判斷粒子運動情況的題目．其關(guān)鍵是抓住粒子受電場力的方向指向粒子軌跡彎曲的一側(cè)(即凹側(cè))并沿電場線的切線方向．根據(jù)電荷運動軌跡彎曲的情況，可以確定點電荷受電場力的方向沿電場線方向，故此點電荷帶正電，A選項正確．由于電場線越密，場強越大，點電荷受電場力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故此點電荷在N點加速度大，C選項正確，粒子從M點到N點，電場力做正功，根據(jù)動能定理得此點電荷在N點動能大，故D選項正確．三、電勢能，電勢，電勢差1、電勢能：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能。電勢能具有相對性，通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能零點。2、電勢、電勢差：電勢：在電場中某位置放一個檢驗電荷，若它具有的電勢能為Ep，則比值叫做該位置的電勢。電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。電勢是標(biāo)量。電勢也具有相對性，通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢（對同一電場，電勢能及電勢的零點選取是一致的）這樣選取零電勢點之后，可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值，負(fù)電荷形成的電場中各點的電勢均為負(fù)值。沿著電場線的方向，電勢越來越低。電勢差U:電場中兩點的電勢之差叫電勢差。3、等勢面:電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫做等勢面。（1）等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。（2）等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。（3）畫等勢面（線）時，一般相鄰兩等勢面（或線）間的電勢差相等。這樣，在等勢面（線）密處場強大，等勢面（線）疏處場強小。4、電場中的功能關(guān)系電場力對電荷做功，電荷的電勢能減速少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值，這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。電場力對電荷做功的計算公式：，此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關(guān)，由起始和終了位置的電勢差決定。典例剖析1．如圖所示，在點電荷Q產(chǎn)生的電場中，將兩個帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點，虛線為等勢線．取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點，若將q1、q2移動到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場力做的功相等，則下列說法正確的是()A．A點電勢大于B點電勢B．A、B兩點的電場強度相等C．q1的電荷量小于q2的電荷量D．q1在A點的電勢能小于q2在B點的電勢能解析因?qū)⒄囂诫姾梢苿拥綗o窮遠(yuǎn)處時需克服電場力做功，故場源電荷Q帶負(fù)電，結(jié)合負(fù)點電荷的電場線、等勢面特點分析可知EA>EB、φA<φB，故A、B皆錯誤．由功能關(guān)系知q1在A點的電勢能與q2在B點的電勢能相等，故D錯誤．再由q1φA＝q2φB及φA<φB<0可知q1<q2，故C正確．2．空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷，其中P點處為正電荷，P、Q兩點附近電場的等勢面分布如圖所示，a、b、c、d為電場中的4個點，則()A．P、Q兩點處的電荷等量同種B．a(chǎn)點和b點的電場強度相同C．c點的電勢低于d點的電勢D．負(fù)電荷從a到c，電勢能減少解析由電場的等勢面分布圖可判斷P、Q為等量異種點電荷，Q帶負(fù)電，A項錯誤．a(chǎn)、b兩點的電場強度方向不同，故B項錯誤．由正電荷到負(fù)電荷電勢逐漸降低知φc>φd，故C項錯誤．負(fù)電荷從a到c，電場力做正功，電勢能減小，故D正確3．圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點電荷．一帶電粒子以一定初速度射入電場，實線為粒子僅在電場力作用下的運動軌跡，a、b、c三點是實線與虛線的交點．則該粒子()A．帶負(fù)電B．在c點受力最大C．在b點的電勢能大于在c點的電勢能D．由a點到b點的動能變化大于由b點到c點的動能變化四、電容（1）定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值（2）定義式：或者注：電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量，由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān)。（3）單位:法拉（F），1μF=10-6F，1pF=10-12F。（4）平行板電容器的電容:。典例剖析1．下列關(guān)于電容的說法正確的是()．A．電容器簡稱電容B．電容器A的電容比B的大，說明A的帶電荷量比B多C．電容在數(shù)值上等于使兩極板間的電勢差為1V時電容器需要帶的電荷量D．由公式C＝eq\f(Q,U)知，電容器的電容與電容器兩極板間的電壓成反比，與電容器所帶的電荷量成正比解析電容器和電容是兩個不同的概念，A錯；電容器A的電容比B的大，只能說明電容器A容納電荷的本領(lǐng)比B強，與是否帶電無關(guān)，B錯；電容器的電容大小和它所帶的電荷量、兩極板間的電壓等均無關(guān)，D錯．通過本題，我們對公式C＝eq\f(Q,U)有了進一步的理解，電容器的電容只由電容器本身決定．2．如圖，電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板，C是一只靜電計，開關(guān)S合上后，靜電計指針張開一個角度，下述做法可使靜電計指針張角增大的是()．A．使A、B兩板靠近一些B．使A、B兩板正對面積減小一些C．?dāng)嚅_S后，使B板向右平移一些D．?dāng)嚅_S后，使A、B正對面積減小一些解析靜電計顯示的是A、B兩極板間的電壓，指針張角越大，表示兩板間的電壓越高．當(dāng)合上S后，A、B兩板與電源兩極相連，板間電壓等于電源電壓不變，靜電計指針張角不變；當(dāng)斷開S后，板間距離增大，正對面積減小，都將使A、B兩板間的電容變小，而電容器所帶的電荷量不變，由C＝eq\f(Q,U)可知，板間電壓U增大，從而靜電計指針張角增大．所以本題的正確答案是C、D.五、示波器與帶電粒子在電場中的運動1、示波管的原理:示波管由電子槍，偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓，同時加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓。2、帶電粒子在電場中的運動（1）帶電粒子在電場中加速帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量。（2）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動。垂直于場強方向做勻速直線運動:Vx=V0；L=V0t。平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動:、、=（多種表示式）、（3）是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定。一般說來:①基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量）。②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。（4）帶電粒子在勻強電場與重力場的復(fù)合場中運動由于帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理:①正交分解法；②等效“重力”法。典例剖析1．如圖所示，電子由靜止開始從A板向B板運動，到達B板的速度為v，保持兩板間的電壓不變，則()A．當(dāng)減小兩板間的距離時，速度v增大B．當(dāng)減小兩板間的距離時，速度v減小C．當(dāng)減小兩板間的距離時，速度v不變D．當(dāng)減小兩板間的距離時，電子在兩板間運動的時間變長解析由動能定理得eU＝eq\f(1,2)mv2，當(dāng)改變兩極板間的距離時，U不變，v就不變，故選項A、B錯誤，C正確．粒子做初速度為零的勻加速直線運動，eq\x\to(v)＝eq\f(d,t)，eq\f(v,2)＝eq\f(d,t)，即t＝eq\f(2d,v)，當(dāng)d減小時，v不變，電子在兩極板間運動的時間變短，故選項D錯誤．2．如圖所示是一個說明示波管工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓U1加速后垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時的偏轉(zhuǎn)量是h，兩平行板間的距離為d，電勢差為U2，板長為L.為了提高示波管的靈敏度(每單位電壓引起的偏轉(zhuǎn)量eq\f(h,U2))，可采用的方法是()．A．增大兩板間的電勢差U2B．盡可能使板長L短些C．盡可能使板間距離d小一些D．使加速電壓U1升高一些解析電子的運動過程可分為兩個階段，即加速和偏轉(zhuǎn)．分別根據(jù)兩個階段的運動規(guī)律，推導(dǎo)出靈敏度eq\f(h,U2)的有關(guān)表達式，然后再判斷選項是否正確，這是解決此題的基本思路．電子經(jīng)電壓U1加速有：eU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，①電子經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場的過程有：L＝v0t，②h＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(eU2,2md)t2＝eq\f(U2L2,4dU1)，③由①②③可得eq\f(h,U2)＝eq\f(L2,4dU1).因此要提高靈敏度，若只改變其中的一個量，可采取的辦法為增大L、減小d，或減小U1，所以本題的正確選項為C.3．示波管是一種多功能電學(xué)儀器，它的工作原理可以等效成下列情況：如圖所示，真空室中電極K發(fā)出電子(初速度不計)，經(jīng)過電壓為U1的加速電場后，由小孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入板中．金屬板長為L，相距為d，當(dāng)A、B間電壓為U2時電子偏離中心線飛出電場打到熒光屏上而顯示亮點．已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，不計電子重力，下列情況中一定能使亮點偏離中心距離變大的是()．A．U1變大，U2變大B．U1變小，U2變大C．U1變大，U2變小D．U1變小，U2變小解析當(dāng)電子離開偏轉(zhuǎn)電場時速度的反向延長線一定經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場中水平位移的中點，所以電子離開偏轉(zhuǎn)電場時偏轉(zhuǎn)角度越大(偏轉(zhuǎn)距離越大)，亮點距離中心就越遠(yuǎn)．設(shè)電子經(jīng)過U1加速后速度為v0，離開偏轉(zhuǎn)電場時側(cè)向速度為vy.根據(jù)題意得：eU1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0).①電子在A、B間做類平拋運動，當(dāng)其離開偏轉(zhuǎn)電場時側(cè)向速度為vy＝at＝eq\f(eU2,md)·eq\f(L,v0).②結(jié)合①②式，速度的偏轉(zhuǎn)角θ滿足：tanθ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(U2L,2dU1).顯然，欲使θ變大，應(yīng)該增大U2、L，或者減小U1、d.正確選項是B.第二章恒定電流知識導(dǎo)航一、電流電流產(chǎn)生的條件：①導(dǎo)體內(nèi)有大量自由電荷；②導(dǎo)體兩端存在電勢差。電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。負(fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反，如金屬導(dǎo)體中自由電子的移動。電流的強弱程度用電流這個物理量表示：（1）電流的定義式：；（2）電流的決定式：；(3)電流的微觀表達式：（n：單位體積內(nèi)自由電荷的數(shù)目；v：自由電荷定向移動的速率）典例剖析1．某電解液中，若在2s內(nèi)各有1.0×1019個二價正離子和2.0×1019個一價負(fù)離子通過某橫截面，那么通過這個橫截面的電流是()．A．0 B．0.8AC．1.6A D．3.2A解析由題意知，電流由正、負(fù)離子定向運動形成，則在2s內(nèi)通過某橫截面的總電荷量應(yīng)為：q＝1.6×10－19×2×1.0×1019C＋1.6×10－19×1×2.0×1019C＝6.4C.由電流的定義式知：I＝eq\f(q,t)＝eq\f(6.4,2)A＝3.2A，故正確選項為D.2．在顯像管的電子槍中，從熾熱的 金屬絲不斷放出的電子進入電壓為U的加速電場，設(shè)其初速度為零，經(jīng)加速后形成橫截面積為S、電流為I的電子束．已知電子的電荷量為e、質(zhì)量為m，則在剛射出加速電場時，一小段長為Δt的電子束內(nèi)的電子個數(shù)是()．A.eq\f(IΔl,eS)eq\r(\f(m,2eU)) B.eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))C.eq\f(I,eS)eq\r(\f(m,2eU)) D.eq\f(ISΔl,e)eq\r(\f(m,2eU))解析設(shè)電子經(jīng)加速電場加速后的速度為v，電子束中單位長度內(nèi)自由電子數(shù)為n，則eU＝eq\f(1,2)mv2，I＝nev，長為Δl的電子束中的電子數(shù)N＝nΔl，聯(lián)立以上三式解得N＝eq\f(IΔl,e)eq\r(\f(m,2eU)).答案B二、電動勢電源:電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。電動勢:①定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。②定義式：E=W/q③物理意義：表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。④電動勢由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體積無關(guān)、與外電路無關(guān)。典例剖析1．下列有關(guān)電壓與電動勢的說法中正確的是()．A．電壓與電動勢的單位都是伏特，所以電動勢與電壓是同一物理量的不同叫法B．電動勢就是電源兩極間的電壓C．電動勢公式E＝eq\f(W,q)中的W與電壓公式U＝eq\f(W,q)中的W是一樣的，都是靜電力做的功D．電動勢是反映電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)強弱的物理量解析電壓和電動勢的單位雖然相同，但它們表征的物理意義不同，電壓是表征靜電力做功將電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式能的本領(lǐng)大小的物理量，而電動勢則表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的本領(lǐng)大小的物理量．故電壓與電動勢不是同一個物理量，所以選項A、B錯誤，選項D正確．電動勢公式E＝eq\f(W,q)中的W是非靜電力做的功，而不是靜電力做的功，故選項C錯誤．2．鉛蓄電池的電動勢為2V，這表示()．A．電路中每通過1C電荷量，電源把2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能B．鉛蓄電池斷開時其兩極間的電壓為2VC．鉛蓄電池在1s內(nèi)將2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能D．鉛蓄電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿谋绢I(lǐng)比一節(jié)干電池(電動勢為1.5V)的大解析根據(jù)電動勢的定義和表達式E＝eq\f(W,q)，非靜電力移動1C電荷量所做的功W＝qE＝1×2J＝2J，由功能關(guān)系可知有2J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，A正確、C錯誤．電源兩極的電勢差(電壓)U＝eq\f(E電能,q)，而E電能＝W，所以U＝E＝eq\f(W,q)＝2V，B正確．電動勢是描述電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量，E蓄電池＝2V＞E干電池＝1.5V，故D正確．三、歐姆定律導(dǎo)體的電阻：①定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的比值；②公式：R=U/I。歐姆定律：①定律內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。②公式：I=U/R；③歐姆定律是個實驗定律，實驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用，但對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并不適用。伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的I-U圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。典例剖析1．下列說法中正確的是()．A．由R＝eq\f(U,I)知道，一段導(dǎo)體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟通過它的電流成反比B．比值eq\f(U,I)反映了導(dǎo)體阻礙電流的性質(zhì)，即電阻R＝eq\f(U,I)C．導(dǎo)體電流越大，電阻越小D．由I＝eq\f(U,R)知道，通過一段導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比解析本題考查的是電阻的關(guān)系式R＝eq\f(U,I)，關(guān)鍵要理解電阻的具體意義；導(dǎo)體的電阻取決于導(dǎo)體本身，與U、I無關(guān)，故A、C錯；比值eq\f(U,I)反映了導(dǎo)體對電流的阻礙作用，定義為電阻，所以B正確，由I＝eq\f(U,R)知，通過導(dǎo)體的電流跟加在它兩端的電壓成正比，所以D正確．2．若加在某導(dǎo)體兩端的電壓變?yōu)樵瓉淼膃q\f(3,5)時，導(dǎo)體中的電流減小了0.4A．如果所加電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則導(dǎo)體中的電流多大？解析由歐姆定律得R＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(\f(3U0,5),I0－0.4)，所以I0＝1.0A，又因為R＝eq\f(U0,I0)＝eq\f(2U0,I2)所以I2＝2I0＝2.0A.四、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路串聯(lián)電路:①電路中各處的電流相等。I=I1=I2=I3=…②電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U=U1+U2+U3+…③串聯(lián)電路的總電阻，等于各個電阻之和。R=R1+R2+R3+…并聯(lián)電路:①并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。U=U1=U2=U3=…②電路中的總電流等于各支路電流之和。I=I1+I2+I3+…③并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個電阻的倒數(shù)之和。幾點總結(jié)：①幾個相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個電阻的幾分之一；②若不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的電阻；③若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大；④若并聯(lián)的支路增多時，總電阻將減小；⑤當(dāng)一個大電阻與一個小電阻并聯(lián)時，總電阻接近小電阻1．兩個定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在輸出電壓U＝12V的直流電源上，且大小不變．把一個內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表并聯(lián)在R1兩端，電壓表的示數(shù)為8V，如果把此電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數(shù)將()．A．小于4V B．等于4VC．大于4V小于8V D．等于或大于8V解析當(dāng)電壓表接在R1兩端時，其示數(shù)為8V，則此時電阻R2兩端的電壓為4V，將R1與RV并聯(lián)后的電阻用R1V表示，則R1V∶R2＝8∶4＝2∶1，即R1V＝2R2，由于R1＞R1V，則R1＞2R2.當(dāng)電壓表改接在R2兩端時，將R2與RV并聯(lián)后的電阻用R2V表示，則R2＞R2V.此時電阻R1兩端的電壓U1與電壓表示數(shù)U2V之比U1∶U2V＞2R2∶R2V＞2R2∶R2＝2.故電壓表的示數(shù)將小于4V，故選項A正確．2．有三個電阻，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，現(xiàn)把它們并聯(lián)起來接入電路，則通過它們的電流之比I1∶I2∶I3是()．A．6∶4∶3 B．3∶4∶6C．2∶3∶4 D．4∶3∶2解析設(shè)并聯(lián)電路兩端電壓為U，則I1∶I2∶I3＝eq\f(U,R1)∶eq\f(U,R2)∶eq\f(U,R3)＝eq\f(1,2)∶eq\f(1,3)∶eq\f(1,4)＝6∶4∶3.故正確選項為A.五、焦耳定律，電阻定律，電阻率1、電功:電場力對定向移動的電荷所做的功，簡稱電功，在電路中通常也說成是電流的功。用W表示。計算公式：電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功。計算公式：P=W/t=UI2、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。計算公式：Q=I2Rt3、電功和電熱的關(guān)系:①純電阻電路.在純電阻電路中,電功等于電熱.也就是說電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能。W=Q=UIt=I2Rt=(U2/R)/t；P電=P熱=UI=I2R=U2/R。②非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能，W>Q.W=UIt≠Q(mào)=I2Rt；P電=UI≠I2R；P熱=I2R≠UI4、電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)，寫成公式則是：。5、電阻率：上式中的比例系數(shù)（單位是），它與導(dǎo)體的材料溫度有關(guān)，是表征材料導(dǎo)電性質(zhì)的一個重要的物理量，數(shù)值上等于長度1m，截面積為1m2導(dǎo)體的電阻值。材料的電阻率隨溫度的變化而改變：金屬材料的電阻率會隨溫度的升高而變大；半導(dǎo)體材料的電阻率會隨溫度的升高而減小；合金的電阻率隨溫度變化極小。典例剖析1．一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V．若把此燈泡接到輸出電壓為18V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率()．A．等于36W B．小于36W，大于9WC．等于9W D．小于9W解析白熾燈在正常工作時的電阻為R，由P＝eq\f(U2,R)變形得R＝36Ω，當(dāng)接入18V電壓時，假設(shè)燈泡的電阻也為36Ω，則它消耗的功率為P′＝eq\f(U2,R)＝eq\f(182,36)W＝9W，但是當(dāng)燈泡兩端接入18V電壓時，它的發(fā)熱功率小，燈絲的溫度較正常工作時的溫度低，其電阻率小，所以其電阻要小于36Ω，其實際功率要大于9W，故選項B正確．2．一臺電動機內(nèi)阻為1Ω，接到120V的電源上．當(dāng)電動機工作時，電流為10A．問：(1)電動機輸入功率是多少？(2)電動機發(fā)熱功率是多少？(3)輸出的機械功率是多少？解析(1)電動機的輸入功率P電＝UI＝120×10W＝1200W.(2)電動機的發(fā)熱功率P熱＝I2r＝102×1W＝100W.(3)輸出的機械功率P機＝P電－P熱＝1200W－100W＝1100W.3．一根阻值為R的均勻電阻絲，在下列哪些情況中其阻值仍為R(設(shè)溫度不變)()．A．當(dāng)長度不變時，橫截面積增大一倍時B．當(dāng)橫截面積不變，長度增加一倍時C．長度和橫截面積都縮小一倍時D．當(dāng)長度和橫截面積都擴大一倍時解析根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)可知，只有電阻絲的長度和橫截面積都擴大或縮小相同倍數(shù)時，電阻絲的電阻才能保持不變，故選C、D.六、閉合電路的歐姆定律1、閉合電路歐姆定律：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。歐姆定律公式：（1）（適用于純電阻電路）；（2）（適用于一切電路）；（3）U=E-Ir（U、I間關(guān)系）；（4）（U、R間關(guān)系）。從（3）式看出：當(dāng)外電路斷開時（I=0），路端電壓等于電動勢。而這時用電壓表去測量時，讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動勢（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時（R=0，因而U=0）電流最大為Im=E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會把電源燒壞）2、閉合電路的U-I圖象。右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點坐標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大小；b的斜率的絕對值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）3、電路中功率的計算：（1）電源消耗功率（有時也稱為電路消耗總功率）：P總=εI；外電路消耗功率（有時也稱為電源輸出功率）：P出=UI；內(nèi)電路消耗功率（一定是發(fā)熱功率）：P內(nèi)=I2r。（2）電源的輸出功率：，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)內(nèi)、外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為。注：實際問題中應(yīng)注意外電阻的取值范圍。典例剖析1．電路圖甲所示，若電阻未知，電源電動勢和內(nèi)阻也未知，電源的路端電壓U隨電流I的變化圖線及外電阻的U－I圖線分別如圖乙所示，求：(1)電源的電動勢和內(nèi)阻；(2)電源的路端電壓；(3)電源的輸出功率．解析(1)由題圖乙所示U－I圖線知：電源電動勢E＝4V，短路電流I短＝4A，故內(nèi)阻r＝eq\f(E,I短)＝1Ω.(2)由圖象知：電源與電阻構(gòu)成閉合回路時對應(yīng)路端電壓U＝3V.(3)由圖象知：R＝3Ω，故P出＝I2R＝3W.2．如圖所示，R為電阻箱，電表V為理想電壓表．當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R1＝2Ω時，電壓表讀數(shù)為U1＝4V；當(dāng)電阻箱讀數(shù)為R2＝5Ω，電壓表讀數(shù)為U2＝5V．求：(1)電源的電動勢E和內(nèi)阻r；(2)當(dāng)電阻箱R讀數(shù)為多少時，電源的輸出功率最大？最大值Pm為多少？解析(1)由閉合電路歐姆定律E＝U1＋eq\f(U1,R1)r.①E＝U2＋eq\f(U2,R2)r.②聯(lián)立①②并代入數(shù)據(jù)解得E＝6V，r＝1Ω.(2)由電功率表達式P＝eq\f(E2,R＋r2)R.③將③式變形為P＝eq\f(E2,\f(R－r2,R)＋4r)④由④式知，當(dāng)R＝r＝1Ω時，P有最大值Pm＝eq\f(E2,4r)＝9W.3.如圖所示的電路中，電源的電動勢E和內(nèi)電阻r恒定不變，電燈L恰能正常發(fā)光，如果變阻器的滑片向b端滑動，則()．A．電燈L更亮，安培表的示數(shù)減小B．電燈L更亮，安培表的示數(shù)增大C．電燈L更暗，安培表的示數(shù)減小D．電燈L更暗，安培表的示數(shù)增大解析變阻器的滑片P向b端滑動，R1接入電路的有效電阻增大，外電阻R外增大，干路電流I減小，安培表的示數(shù)減小，路端電壓U增大，電燈兩端電壓增大，電燈L更亮，A正確，B、C、D錯誤．磁場知識導(dǎo)航1．磁場

（1）磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷周圍的一種物質(zhì)。永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場。變化的電場也能產(chǎn)生磁場。（2）磁場的基本特點:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。

（3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運動電荷（或電流）之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。

（4）安培分子電流假說------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體。

（5）磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向（或者小磁針靜止時N極的指向）就是那一點的磁場方向。2．磁感線

（1）在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強，這一系列曲線稱為磁感線。

（2）磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來，進入S極，在內(nèi)部，由S極到N極，磁感線是閉合曲線；磁感線不相交。

（3）幾種典型磁場的磁感線的分布:

①直線電流的磁場:同心圓、非勻強、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱。

②通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極，管內(nèi)可看作勻強磁場，管外是非勻強磁場。

③環(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱。

④勻強磁場:磁感應(yīng)強度的大小處處相等、方向處處相同。勻強磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線。典例剖析

例1．以下說法中正確的是()．A．磁極與磁極間的相互作用是通過磁場產(chǎn)生的B．電流與電流間的相互作用是通過電場產(chǎn)生的C．磁極與電流間的相互作用是通過電場與磁場而共同產(chǎn)生的D．磁場和電場是同一種物質(zhì)解析：電流能產(chǎn)生磁場，在電流的周圍就有磁場存在，不論是磁極和磁極之間還是電流與電流之間、磁極與電流之間，都有相互作用的磁場力，磁場是磁現(xiàn)象中的一種特殊物質(zhì)，它的基本性質(zhì)是對放入磁場中的磁體、電流有磁場力的作用；而電場是電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，其最基本的性質(zhì)是對放入電場中的電荷有電場力的作用，它不會對放入電場中的磁體產(chǎn)生力的作用．因此，磁場和電場是兩種不同的物質(zhì)，各自具有其本身的特點．答案A例2．鐵棒A能吸引小磁針，鐵棒B能排斥小磁針，若將鐵棒A靠近鐵棒B時，下述說法中正確的是()．A．A、B一定相互吸引B．A、B一定相互排斥C．A、B間可能無磁場力作用D．A、B可能相互吸引，也可能相互排斥解析：小磁針本身有磁性，能夠吸引沒有磁性的鐵棒，故鐵棒A可能有磁性，也可能沒有磁性，只是在小磁針磁場作用下暫時被磁化的結(jié)果．鐵棒B能排斥小磁針，說明鐵棒B一定有磁性，若A無磁性，當(dāng)A靠近B時，在B的磁場作用下也會被磁化而發(fā)生相互的吸引作用．若A有磁性，則A、B兩磁體都分別有北極和南極，當(dāng)它們同名磁極互相靠近時，相互排斥；當(dāng)異名磁極互相靠近時，相互吸引．這說明不論A有無磁性，它們之間總有磁場力的作用，故正確答案為D.答案D例2．在做“奧斯特實驗”時，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是()．A．沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長線上B．沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方C．電流沿南北方向放置在磁針的正上方D．電流沿東西方向放置在磁針的正上方解析：在做“奧斯特實驗”時，為減弱地球磁場的影響，導(dǎo)線應(yīng)南北放置在小磁針的正上方或正下方，這樣電流產(chǎn)生的磁場為東西方向，會使小磁針有明顯的偏轉(zhuǎn)．若導(dǎo)線東西放置，電流所產(chǎn)生的磁場為南北方向，小磁針有可能不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A、B、D錯，C正確．2、正確理解磁感應(yīng)強度1．在定義式B＝eq\f(F,IL)中，通電導(dǎo)線必須垂直于磁場方向放置．因為磁場中某點通電導(dǎo)線受力的大小，除和磁場強弱有關(guān)以外，還和導(dǎo)線的方向有關(guān)．導(dǎo)線放入磁場中的方向不同，所受磁場力也不相同．通電導(dǎo)線受力為零的地方，磁感應(yīng)強度B的大小不一定為零，這可能是電流方向與B的方向在一條直線上的原因造成的．2．磁感應(yīng)強度B的大小只取決于磁場本身的性質(zhì)，與F、I、L無關(guān)．3．磁感應(yīng)強度的方向是磁場中小磁針靜止時N極所指的方向，或者是N極所受磁場力的方向，其大小根據(jù)電流元受力來計算．通電導(dǎo)線受力的方向不是磁感應(yīng)強度的方向．4．磁感應(yīng)強度的定義式也適用于非勻強磁場，這時L應(yīng)很短很短，IL稱為“電流元”，相當(dāng)于靜電場中的“試探電荷”．例1．下列說法中正確的是()．A．磁場中某一點的磁感應(yīng)強度可以這樣測定：把一小段通電導(dǎo)線放在該點時受到的磁場力F與該導(dǎo)線的長度L、通過的電流I乘積的比值，即B＝eq\f(F,IL)B．通電導(dǎo)線在某點不受磁場力的作用，則該點的磁感應(yīng)強度一定為零C．磁感應(yīng)強度B＝eq\f(F,IL)只是定義式，它的大小取決于場源以及在磁場中的位置，與F、I、L以及通電導(dǎo)線在磁場中的方向無關(guān)D．通電導(dǎo)線所受磁場力的方向就是磁場的方向例2．有一小段通電導(dǎo)線，長為1cm，通過的電流為5A，把它置于磁場中某點，受到的磁場力為0.1N，則該點的磁感應(yīng)強度B一定是()．A．B＝2T B．B≤2TC．B≥2T D．以上情況都有可能解析：磁感應(yīng)強度的定義式中的電流是垂直于磁場方向的電流．如果通電導(dǎo)線是垂直磁場方向放置的，此時所受磁場力最大F＝0.1N，則該點的磁感應(yīng)強度為：B＝eq\f(F,IL)＝eq\f(0.1,5×0.01)T＝2T.如果通電導(dǎo)線不是垂直磁場方向放置的，則受到的磁場力小于垂直放置時受到的磁場力，垂直放置時受到的磁場力將大于0.1N，由定義式可知，磁感應(yīng)強度B將大于2T，故選項C正確．例3．下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中，正確的是()．A．某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向B．小磁針N極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向C．垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向D．磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向解析：本題考查對磁感應(yīng)強度方向的理解．磁場中某點磁感應(yīng)強度的方向表示該點的磁場的方向，磁場方向也就是小磁針N極受力的方向．但電流受力的方向不代表磁感應(yīng)強度和磁場方向．答案BD3．磁感應(yīng)強度

（1）定義:磁感應(yīng)強度是表示磁場強弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強度，定義式B=F/IL。單位T，1T=1N/（A·m）。

（2）磁感應(yīng)強度是矢量，磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向。

（3）磁場中某位置的磁感應(yīng)強度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強度I的大小、導(dǎo)線的長短L的大小無關(guān)，與電流受到的力也無關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比。

（4）磁感應(yīng)強度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應(yīng)強度的方向就是該處的磁場方向，并不是在該處的電流的受力方向。

例1．關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是()．A．磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的物質(zhì)B．磁感線可以形象地描述各磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致C．磁感線總是從磁鐵的N極出發(fā)，到S極終止的D．磁感線可以用細(xì)鐵屑來顯示，因而是真實存在的解析：條形磁鐵內(nèi)部磁感線從S極到N極，C不正確；磁感線是為了形象地描述磁場而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實際上并不存在，所以選項D不正確；磁場是一種客觀存在的物質(zhì)，所以選項A正確；磁感線上每一點切線方向表示磁場方向，磁感線的疏密表示磁場的強弱，小磁針靜止時北極受力方向和北極靜止時指向均為磁場方向，所以選項B正確．答案AB例2．如圖所示為某磁場的一條磁感線，其上有A、B兩點，則()．A．A點的磁感應(yīng)強度一定大B．B點的磁感應(yīng)強度一定大C．因為磁感線是直線，A、B兩點的磁感應(yīng)強度一樣大D．條件不足，無法判斷解析由磁場中一根磁感線無法判斷磁場強弱．答案D例2．如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B＝0.8T，矩形線圈abcd的面積S＝0.5m2，B與S垂直，線圈一半在磁場中，則當(dāng)線圈從圖示位置繞ab邊轉(zhuǎn)過60°角時，線圈中的磁通量為________，在此過程中磁通量的改變量為________．解析如圖所示的虛線位置對應(yīng)的磁通量為：Φ1＝BS1＝0.8T×eq\f(0.5m2,2)＝0.2Wb.因為ab邊到磁場右邊界的距離是線圈長度的一半，所以當(dāng)繞ab邊轉(zhuǎn)過60°角后，線圈的cd邊正好在磁場的右邊界，側(cè)視圖如圖所示的實線位置，則繞ab邊轉(zhuǎn)過60°角后對應(yīng)的磁通量為Φ2＝BSsinθ＝0.8T×0.5m2×sin(90°－60°)＝0.2Wb.此過程中磁通量的改變量為ΔΦ＝Φ2－Φ1＝0.2Wb－0.2Wb＝0.4．安培力

（1）安培力大?。孩買∥B時，F(xiàn)=0；②I⊥B，F(xiàn)=BIL；③I與B成θ角：（2）安培力的方向：①左手定則：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流方向，那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向。②F、B、I三者間方向關(guān)系：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I所構(gòu)成的平面，但B和I不一定垂直。

（3）功能關(guān)系：安培力做功將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能；克服安培力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。

例1．2012·海南卷，10)圖3－4－6中裝置可演示磁場對通電導(dǎo)線的作用、電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿．當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個不同的直流電源上時，L便在導(dǎo)軌上滑動．下列說法正確的是()．A．若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動B．若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動C．若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動D．若a接負(fù)極，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動解析：若a接正極，b接負(fù)極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，根據(jù)左手定則可知L向左運動，A錯；若a接正極，b接負(fù)極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向上的磁場，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，根據(jù)左手定則可知L向右運動，B正確；若a接負(fù)極，b接正極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場，e接正極，f接負(fù)極，L中將通有向外的電流，根據(jù)左手定則可知L向右運動，C錯；若a接負(fù)極，b接正極，則根據(jù)安培定則可知線圈之間產(chǎn)生向下的磁場，e接負(fù)極，f接正極，L中將通有向里的電流，根據(jù)左手定則可知L向左運動，D正確．答案BD例2．一個可以自由運動的線圈L1和一個固定的線圈L2互相絕緣垂直放置，且兩個線圈的圓心重合，當(dāng)兩線圈通以如圖3－4－9所示的電流時，從左向右看，則線圈L1將()．A．不動B．順時針轉(zhuǎn)動C．逆時針轉(zhuǎn)動D．向紙面內(nèi)平動解析法一利用結(jié)論法．環(huán)形電流L1、L2之間不平行，則必有相對轉(zhuǎn)動，直到兩環(huán)形電流同向平行為止，據(jù)此可得L1的轉(zhuǎn)動方向應(yīng)是：從左向右看線圈L1順時針轉(zhuǎn)動．法二等效分析法．把線圈L1等效為小磁針，該小磁針剛好處于環(huán)形電流I2的中心，通電后，小磁針的N極應(yīng)指向該點環(huán)形電流I2的磁場方向，由安培定則知I2產(chǎn)生的磁場方向在其中心豎直向上，而L1等效成小磁針后轉(zhuǎn)動前，N極應(yīng)指向紙里，因此應(yīng)由向紙里轉(zhuǎn)為向上，所以從左向右看，線圈L1順時針轉(zhuǎn)動．法三直線電流元法．把線圈L1沿轉(zhuǎn)動軸分成上下兩部分，每一部分又可以看成無數(shù)直線電流元，電流元處在L2產(chǎn)生的磁場中，據(jù)安培定則可知各電流元所在處磁場方向向上，據(jù)左手定則可得，上部電流元所受安培力均指向紙外，下部電流元所受安培力均指向紙里，因此從左向右看線圈L1順時針轉(zhuǎn)動．故正確答案為B.答案B6．洛倫茲力

（1）洛倫茲力的大?。孩賤∥B時，f=0；②v⊥B，f=qvB；③v與B成θ角：

（2）洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功。（3）洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定。

【典例1】在圖3－5－2所示的各圖中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q.試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向．解析(1)因v⊥B，所以F＝qvB，方向與v垂直向左上方．(2)v與B的夾角為30°，將v分解成垂直磁場的分量和平行磁場的分量，v⊥＝vsin30°，F(xiàn)＝qvBsin30°＝eq\f(1,2)qvB.方向垂直紙面向里．(3)由于v與B平行，所以不受洛倫茲力．(4)v與B垂直，F(xiàn)＝qvB，方向與v垂直向左上方．例2．兩個完全相同的帶等量的正電荷的小球a和b，從同一高度自由落下，分別穿過高度相同的水平方向的勻強電場和勻強磁場，如圖所示，然后再落到地面上，設(shè)兩球運動所用的總時間分別為ta、tb，則()．A．ta＝tb B．ta＞tbC．ta＜tb D．條件不足，無法比較解析a球進入勻強電場后，始終受到勻強電場水平向右的電場力F電＝qE作用，這個力不會改變a在豎直方向運動的速度，故它下落的總時間ta與沒有電場時自由下落的時間t0相同．b球以某一速度進入勻強磁場瞬間它就受到水平向右的洛倫茲力作用，這個力只改變速度方向，會使速度方向向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)，又因為洛倫茲力始終與速度方向垂直．當(dāng)速度方向變化時，洛倫茲力的方向也發(fā)生變化，不再沿水平方向．答案：C例3．在兩平行金屬板間，有如圖3－5－6所示的互相正交的勻強電場和勻強磁場．α粒子以速度v0從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向射入時，恰好能沿直線勻速通過．供下列各小題選擇的答案有：A．不偏轉(zhuǎn)B．向上偏轉(zhuǎn)C．向下偏轉(zhuǎn)D．向紙內(nèi)或紙外偏轉(zhuǎn)(1)若質(zhì)子以速度v0從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向射入時，質(zhì)子將________．(2)若電子以速度v0從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向射入時，電子將________．(3)若質(zhì)子以大于v0的速度，沿垂直于電場方向和磁場方向從兩板正中央射入，質(zhì)子將_